城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計

城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計,城市,垃圾,填埋場,滲濾,處理,工藝,設計 《垃圾滲濾液處理》 期末論文 學生姓名： xxx 學 號： xxx 專業(yè)班級： xx 指導教師： xxx 2018年1月10日 目 錄 前言1 1.設計設計依據(jù)及主要設計資料 1 1.1垃圾滲透液處理原則1 1.2設計依據(jù)1 2.滲濾液水質2 3.處理后的滲濾液水質2 4.垃圾滲濾液處理工藝3 4.1滲濾液水質分析3 5.處理工藝的介紹4 5.1處理工藝確定4 5.2工藝方案比選4 5.3工藝流程圖6 5.4方案說明6 5.5主要構筑物7 6.主要設備9 7.控制方式11 8.投資及運行成本12 9.平面布置13 10.運行管理與操作維護13 參考文獻14 15 前 言 城市垃圾的產量與日俱增，已經(jīng)給城市環(huán)境與健康都帶來了很大的危害。因此，如何采取相應的措施和方法對城市垃圾進行處理，已成為不可忽視的大事。? 目前，國內外城市垃圾的處置主要有焚燒、衛(wèi)生填埋、地表堆放、堆肥等。垃圾填埋因其具有技術成熟、處理費用低、管理和運輸方便等優(yōu)點而被廣泛地應用。? 但是垃圾填埋產生的垃圾滲濾液是一種很難處理的有毒有害的高濃度有機廢水,?這種廢水若處理不當,?就會引起地面水、地下水、土壤等嚴重二次污染,?并對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康帶來巨大威脅。?設計處理量為150噸每天。設計時嚴格遵從以下原則。嚴格執(zhí)行國家有關環(huán)境保護的各項法規(guī)；采用先進、成熟、合理、可靠、節(jié)能的工藝，確保處理量及水質排放達到標準。對于工藝中所采用的設備要求工況穩(wěn)定，能耗低，完全能滿足生產要求；在整體改造思路中盡量使全套污水處理系統(tǒng)自動化水平最大化；流程布局合理，整體感強，環(huán)境綠化優(yōu)美；在上述前題下，做到投資少，運行費用低。? 滲濾液經(jīng)處理后，其出水水質標準要達到《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB?16889—2008）中規(guī)定一級標準。 關鍵詞：垃圾滲濾液；UASB反應器；SBR反應器 1. 設計設計依據(jù)及主要設計資料 1.1垃圾滲透液處理原則 滲濾液處理是一項技術復雜的系統(tǒng)工程，根據(jù)本工程的實際特點，結合原處理工藝的情況，提出滲濾液處理工藝和設備的設計原則。 （1）在填埋場總體規(guī)劃的指導下，根據(jù)本建設項目的規(guī)劃布局，結合原有的處理工藝及設備，以當?shù)氐刭|和環(huán)境要求，和填埋場總體規(guī)劃相協(xié)調，建設美觀實用的滲濾液處理設施。 （2）根據(jù)垃圾填埋場滲濾液廢水中污染物濃度高，水質水量多變的特點，選擇技術先進、工藝可靠，性價比高的工藝； （3）在工藝設計中采用完善的設施和設備來消除垃圾滲濾液處理時產生的臭味、飛沫等、重金屬等二次污染問題；采用低噪音處理設備；二次污染的治理應滿足相關國家標準； （4）采用技術先進實用，運行穩(wěn)定可靠，操作管理方便的處理工藝，使先進性和可靠性有機的結合起來。 （5）采用高效節(jié)能設備，盡可能的節(jié)省建設投資和運行成本，同時減少工程占地面積； （6）所有設備保證一年四季均可運行；反滲透的膜片使用壽命在2年以上，反滲透系統(tǒng)的回收率大于80%；所有的工藝用罐考慮保溫措施。 （7）采用自動化技術及監(jiān)測儀器，提高運行管理水平。 （8）為確保工程質量，保證設備高效，可靠運行，主體設備選用國內外知名品牌。? 1.2設計依據(jù)? （1）《中華人民共和國固體廢棄物污染環(huán)境防治法》? （2）《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術規(guī)范》（CJJ?17-2004）? （3）《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB?16889-2008）? （4）《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工程項目建設標準》（建標[2001]） （5）《生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術標準》（CJ/T?3037-1995）? （6）《生活垃圾填埋場環(huán)境監(jiān)測技術要求》（GB/T18772-2002）? （7）《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場運行維護技術規(guī)程》（CJJ?93-2003）? （8）《污水綜合排放標準》（GB8978-1996） （9）《城市生活垃圾處理及污染防治技術政策》?建成【2000】120號 （10）《工業(yè)與民用建筑抗震設計規(guī)范》（GBJ11-89） （11）《構筑物抗震設計規(guī)范》（GBJ50191-93） （12）《室外給水排水和煤氣熱力工程抗震設計規(guī)范》（TJ32-78） （13）《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50268-97） （14）《給水排水構筑物施工及驗收規(guī)范》（GBJ141-90） （15）《電氣裝置施工及驗收規(guī)范》（GBJ232-82） （16）國家、地方其它相關設計標準、規(guī)范和法律、法規(guī)； 2. 滲濾液水質 ? 垃圾滲濾液的性質與垃圾種類、性質及填埋方式等多種因素有關，化學成分變化較大，其濃度和性質隨時間呈現(xiàn)明顯的動態(tài)變化關系。垃圾滲濾液具有有機物濃度高、成份復雜、并含有重金屬離子及大量病毒、致病菌等特點。 ? 綜上所述，本工程因缺乏多年實際水質監(jiān)測資料，只有根據(jù)當?shù)鼐唧w情況對比國內類似自然條件的垃圾填埋場滲濾液水質，同時考慮隨埋齡的增加滲濾液水質發(fā)生著變化等因素，來合理的確定本工程的垃圾滲濾液進水水質。 根據(jù)現(xiàn)場實際的氣候條件與生活水平等，經(jīng)分析確定設計污水進水水質為： COD： 8000-15000mg/L 氨氮： 2000-3000mg/L 總磷： 30-60mg/L ? 設計處理水量 Q＝150t/d 3. 處理后的滲濾液水質 （1）出水水質的確定 ? 根據(jù)可行性研究報告、環(huán)境影響評價報告及批復，同時依據(jù)《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB?16889—2008）的相關要求,填埋場產生的滲濾液處理后應滿足如下排放標準： ? 色度 ≤30 ? COD ≤60 mg/L BOD5 ≤20 mg/L TKN? ≤20 mg/L NH3-N? ≤8 mg/L TP? ≤8 mg/L （2）污泥處置 污水處理過程中所產生的污泥經(jīng)泵提升至填埋場進行填埋處理。 （3）濃縮液處置 ? 污水處理過程中所產生的濃縮液通過加壓泵送至填埋場進行回灌處理。通過回灌，利用垃圾堆體準好氧環(huán)境對難降解物質進行進一步處理。 4. 垃圾滲濾液處理工藝 4.1滲濾液水質分析 ? 垃圾滲濾液主要來自以下三個方面： （1）填埋場內的自然降雨和徑流； （2）垃圾自身原有的含水； （3）由于微生物的厭氧分解而產生的水。垃圾滲濾液水質十分復雜，不僅含有耗氧有機污染物，還含有各類金屬和植物營養(yǎng)素，工業(yè)垃圾滲濾液中還會含有有毒有害的污染物；BOD5、COD濃度高，遠遠高于城市污水；垃圾滲濾液中有機污染物種類多，其中有難以生物降解的萘、菲等非氯化芳香組化合物、氯化芳香組化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和苯胺類化合物等。垃圾滲濾液中含有十多種金屬離子，其中的重金屬離子會對微生物產生抑制作用；氨氮含量高，C/N比例失調，磷元素缺乏，給生物處理帶來一定的難度。很顯然，垃圾滲濾液用常規(guī)的生物處理是難以達標排放的。 5. 處理工藝的介紹 5.1處理工藝確定 ? 垃圾滲濾液屬濃度較高的有機廢水，其水質因填埋垃圾種類、垃圾成分、規(guī)模大小、填埋方式、埋齡以及季節(jié)的不同會出現(xiàn)很大的差異。由于垃圾滲濾液水質的影響因素很多，造成水質成分與含量很不穩(wěn)定，同時本工程出水要求相當嚴格。因此，對滲濾液處理工藝的確定是關系到本工程設計成功與否的關鍵。從國內外的發(fā)展趨勢來看，要把滲濾液處理后達到以上標準，采用簡單的生物化學方法很難做到。 5.2工藝方案比選 ? 根據(jù)前述水質分析，本工程的工藝需要滿足如下要求： ? （1）出水能穩(wěn)定達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-2008）的要求； （2）能適應水質水量的變化，尤其是水質的較大幅度變化，耐沖擊負荷。 （3）具有很高的有機污染物去除能力； ? （4）具有很高的TN去除能力； ? （5）能適應填埋后期滲濾液可生化性的水質；由于本工程出水標準極高，因此必須采用膜處理作為深度處理工藝，以確保出水穩(wěn)定達標。近年來，國內涌現(xiàn)出一些較為成熟的滲濾液處理技術和工藝。主要有兩級DTRO工藝、SBR+RO工藝等，都能較好的滿足高標準出水排放的要求，在國外都有眾多成功應用的實例，在國內也都有成功運行的實例。?兩級DTRO工藝系統(tǒng)簡單，運行靈活，管理方便，調試迅速。但是該工藝運行成本較高，且只是單純的物料分離過程，并不能完全將垃圾滲液中的污染物分解。? 垃圾滲濾液處理采用的最常用處理方法是生化處理和物化處理。垃圾滲濾液的組成成分是隨時間而發(fā)生變化的，對于填埋時間少于5年的垃圾滲濾液，其中的有機物濃度高，低分子脂肪酸多，BOD5/COD值在0.5～0.6，采用生化處理方法是有效的；而隨著垃圾填埋年數(shù)的增加，有機物濃度降低，但腐殖質類物質增加，BOD5/COD值下降，可生化性降低，生化處理難以達到較好的效果。在實際中，因填埋時間存在先后的差別，使得“新鮮”和“老”的垃圾滲濾液并存。因此，為了滿足滲濾液處理效果在垃圾填埋場的使用期間和封場后一直能夠滿足環(huán)境的要求，有必要采用生化和物化組合的處理工藝。? 提高可生化性工藝：通常采用的技術方法主要有高級氧化技術、水解酸化技術和厭氧發(fā)酵技術等，主要目的是去除水中難生物降解的有機物和無機化合物，提高處理工藝的抗沖擊負荷能力。? 生物處理工藝：是污水二級處理的主流工藝，其污染物去除能力取決于污水處理工藝性能、污染物的成分及營養(yǎng)性污染物的比例等因素。通常采用氧化溝、A2/O和SBR等工藝進行處理。 提高可生化性單元? 1． 高級氧化法? 高級氧化處理工藝中重要的一點就是生成氫氧自由基，?氫氧自由基的強氧化作用可使處理過的污水中殘留的難降解有機化合物被氧化分解為無機物。常用方法有臭氧氧化法、電解氧化法以及Fenton試劑氧化法等。? 高級氧化法具有以下特點：? 1)?產生大量羥基自由基(·HO)，氧化能力僅次于氟；? 2)?·HO直接與廢水中的污染物反應將其降解為CO2、水和無害物，不產生二次污染； 3)?能直接達到完全去除有機物，降低TOC和COD的目的； 4)?其本身是物理化學過程，反應速度快，易于控制；? 5)?可單獨處理，也可與其他處理相結合，如作為生化處理的預處理，可降低處理成本。 ?2．厭氧生物處理? 上流式厭氧污泥床(UASB)和水解酸化都屬于厭氧生物處理。厭氧生物處理的特點： 1)應用范圍廣，不需供氧，能耗低，運行費用低且產生甲烷可回收； 2)少量有機物用于合成，故微生物增殖慢，污泥量少；? 3)但反應時間較長，所需處理構筑物容積較大。? UASB的最大特點是其反應器底部污泥層的濃度高、活性高，使反應器有機負荷得到提高，水力停留時間短，故構筑物容積小。? 水解酸化是利用厭氧反應中的水解和產酸菌作用將反應控制在水解酸化第二階段，而不進入甲烷發(fā)酵第三階段。由于第一、第二階段反應速度快，故與完全厭氧相比，水力停留時間短，處理構筑物體積減小，處理效率提高。? 3.?生物處理單元? 常用生物處理技術方法較多，如氧化溝工藝、A2/O工藝、接觸氧化工藝、SBR工藝等。? 1．氧化溝? 氧化溝工藝是五十年代由荷蘭工程師發(fā)明的，因其池型呈封閉循環(huán)流溝渠而得名，其溝內循環(huán)水量往往是進水量的幾十倍甚至上百倍，所以氧化溝兼有推流型和完全混合型曝氣池的特點，具有較強的抗沖擊負荷的能力。一般情況下，氧化溝工藝不設初沉池，工藝簡單，便于操作。 2．A2/O工藝? A2/O工藝是在20世紀80年代初開創(chuàng)的工藝，其主要特點是將反硝化反應器放置在系統(tǒng)之首，故又稱為前置反硝化生物脫氮除磷系統(tǒng)，這是目前應用比較廣泛的一種污水脫氮處理工藝。? 3．接觸氧化工藝? 生物接觸氧化法又稱淹沒式生物濾池，是在生物濾池基礎上，通過接觸曝氣方式演變成的一種污水生物處理技術。運行時填料全部浸沒在污水中，利用機械裝置向水體充氧，系統(tǒng)中的微生物絕大部分形成生物膜附著在固體填料上，少量以顆粒污泥的形式懸浮于水中。因此，接觸氧化工藝既具有生物濾池的特點又具有活性污泥法的特點。? 4．SBR工藝? SBR工藝是較早開展于污水處理實驗研究技術方法之一，直到近10多年來，由于自動控制、機械制造等技術的突破，SBR工藝才真正意義上應用于生產實踐。目前，應用較多的SBR工藝和設備包括CASS、ICEAS、CAST、MSBR、DAT-IAT等。SBR工藝是將脫氮除磷的各種反應，通過時間順序上的控制，在同一反應器中完成，不需要回流污泥，從而節(jié)省了能耗。 生化+SBR+RO通過系列化過程完成對大部分污染物的降解，保證出水達標，且工程實例較多，投資和運行費用適中。但其系統(tǒng)仍較為復雜，且對滲濾液的可生化性依賴較強。因此SBR+反滲透工藝可作為本工程推薦方案。 5.3工藝流程圖 5.4方案說明 垃圾滲濾液自流進吹脫池，調節(jié)滲濾液 pH值至8.0左右，投加堿進行氨吹脫，吹脫的氨氣高空排放。吹脫池出來的滲濾液自流進調整反應池。然后由泵送至UASB反應器反應，產生的沼氣綜合利用或集中處理或排放。一部分剩余污泥排至污泥濃縮池。為保證反應器中污泥處于懸浮狀態(tài)，提高廢水與污泥接觸的機會，設置了出水回流裝置。反應后的滲濾液進入好氧生物處理系統(tǒng)，即SBR反應器，進一步降低COD和氨氮。然后進入RO系統(tǒng)，連續(xù)微濾使得滲濾液的各項指標達到RO膜的進水指標，經(jīng)過RO膜處理的滲濾液進入觀察池，達標排放。 下圖為各種生物處理工藝性能特點 工藝名稱 優(yōu)點 缺點 氧化溝 BOD負荷低，處理效果好，出水水質穩(wěn)定；? 可不設初沉池，可不單設二沉池；?耐受水力沖擊負荷；?污泥產率低且穩(wěn)定；? 采用機械曝氣，氧利用率高，設備的維護方便。 ?占地大，能耗大，運行費用高；? 污泥易于膨脹；? 轉刷充氧攪拌易產生大量泡沫；?流速不均，致使污泥沉積，減少有效 池容。 ?A2/O工藝 工藝簡單，占地少；?同時脫氮除磷；? 反硝化過程為硝化提供堿度；?反硝化過程同時去除有機物；?污泥沉降性能好。? 回流污泥含有硝酸鹽進入?yún)捬鯀^(qū)，對除磷效果有影響；?脫氮受內回流比影響；? 聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機物。 接觸氧化工藝 微生物濃度高，生物膜適應性強；?生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，產泥量低，不發(fā)生 污泥膨脹，無需污泥回流；?氧利用率高；? 耐受水力沖擊負荷，處理效果好；?水力停留時間短，容積小，占地少； 填料易堵塞；? 布水、曝氣不均，局部易產生死角；?生物膜脫落，水質受影響；?生物膜多寡不易控制；?填料費用高； ?SBR工藝? 工藝簡單，占地小，費用低；?沉淀效果好，不易發(fā)生污泥膨脹；? 可同時脫氮除磷，效果顯著；?耐受水力沖擊負荷；?反應推動力大，效率高；?操作靈活性好，便于自動控制。? 同時脫氮除磷時操作復雜；?潷水設施的可靠性對出水水質影響大；? 設計過程復雜；? 維護要求高，運行對自動控制依賴性強；? 池體容積較大。 5.5 主要構筑物 ① 吹脫池 由于滲濾液中氨氮濃度較高且廢水的 pH值較低，為減少生物處理過程中的脫氮負荷，根據(jù)氨氮在弱堿性條件下容易揮發(fā)的性質設計了吹脫池，先加入氫氧化鈣溶液調節(jié)滲濾液 pH值至 8．0左右 ，再向滲濾液中鼓風，使一部分氨氮揮發(fā)到大氣中。吹脫池尺寸為 18m×3m×4m，設計水力停留時問為1．0h，設自動加藥設備 1套，由 pH控制儀控制自動加藥。 ② 調節(jié)池 由于垃圾場產生的廢水量受降雨量的影響較大，為保證處理系統(tǒng)進水水質相對穩(wěn)定，必須有較大的調節(jié)池來調節(jié)水量，同時隨著滲濾液量的變化，其有機物濃度也有較大的變化，特別是在冬季滲濾液量少，濃度特別高，因此需對原水進行適當調節(jié)，以免對處理設施沖擊過大。另外，調節(jié)池可以起到兼氧反應的作用，因生活垃圾滲濾液進入污水處理廠之前已經(jīng)過較長時間的厭氧發(fā)酵過程，滲濾液直接進行厭氧作用已不顯著，通過吹脫池的充氧作用和自然復氧作用，使調節(jié)池中的滲濾液處于一個兼氧環(huán)境，滲濾液中本身存在的大量兼氧菌生長活躍，這樣一方面可去除部分有機物，另外可極大地提高廢水的可生化性，使后續(xù)生化處理難度降低。調節(jié)池設計尺寸為 50m×30m×5m，停留時間為60d。 ③ UASB反應器 廢水經(jīng)過調節(jié)池的兼氧反應后可生化性得以提高，但有機物濃度仍較高 (COD為 6000 mg／L左右)，直接進行好氧處理不僅運行成本無法接受，且容易產生污泥膨脹等異常情況。因此，選擇復合上流式厭氧污泥床(UASB)去除大部分有機物，設 UASB池2座，單池尺寸為3．8 m×8 m，問歇進水，設計平均停留時間為 43h。 上流式厭氧污泥床在構造上的特點是集生物反應與沉淀于一體，是一種結構緊湊的厭氧反應器。反應器主要由下列及部分組成：? （1）進水配水系統(tǒng)，其主要功能是：將進入到反應器的原廢水均勻上升；起到水力攪拌作用。這是反應器高效運行的關鍵環(huán)節(jié)。? （2）反應區(qū)，是升流式厭氧污泥床的主要部位。在反應區(qū)內存留大量厭氧污泥，具有良好凝聚和沉淀性能的污泥在池底形成顆粒污泥層。廢水從厭氧污泥床底部流入，與顆粒污泥層中的污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解有機物，同時產生微小沼氣氣泡不斷放出。微小氣泡的上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡。在顆粒污泥層的上部，由于沼氣的攪動，形成一個污泥濃度較小的懸浮污泥層。? （3）三相分離器，有沉淀區(qū)，回流縫和氣封組成，其功能是將氣體（沼氣），固體（污泥）和液體（廢水）等三相進行分離。沼氣進入氣室，污泥在沉淀區(qū)進行沉淀，并經(jīng)回流縫到反應區(qū)。經(jīng)沉淀澄清后的廢水作為處理水排出反應器。?三相分離器的分離效果將直接影響到反應器的處理效果。? （4）氣室，也稱集氣罩，其功能是收集產生的沼氣，并將其導出氣室送往沼氣柜。? （5）處理水排出系統(tǒng)，功能是將沉底區(qū)水面上的處理水，均勻地加以收集，并將其排出反應器。此外，在反應器內根據(jù)需要還要設置排泥系統(tǒng)和浮渣清除系統(tǒng)。? ④ SBR反應池 厭氧反應器出水進入 SBR反應器進一步處理 ，針對廢水中氮含量較高這一特性，設計選用 SBR反應器，通過控制曝氣時問來控制反應過程中 DO濃度，使好氧一兼氧反應交替發(fā)生，以提高脫氮效率。 SBR反應器由4個獨立的鋼筋混凝土池體構成，單池有效容積為 6m×5m×4．5m，采用微孔鼓風曝氣，螺旋槳自動潷水器排水。設計 12h為一周期 ，其中進水 2h(不曝氣)、曝氣反應 3 h、缺氧反應 2 h、曝氣反應 3h、沉淀排水 2 h。 ⑤ RO系統(tǒng) SBR反應池出水仍含較高的COD，因此設計了RO系統(tǒng)以進一步降低水中的COD及氨氮。為了足RO膜進水要求，原水在進入RO膜系統(tǒng)之前首先要進行預處理（微濾），然后經(jīng)加壓泵加壓進入膜組件，在壓力的作用下原水透過RO膜成為產水，而無機鹽、有機物及微粒等被RO膜截留在膜的另一側形成濃液。 剩余污泥干化處理系統(tǒng)及濃縮液處置系統(tǒng)? 生物處理系統(tǒng)的剩余污泥含水率99.5%，排至污泥貯池后，用泵提升到污泥處理系統(tǒng)，加藥后進入板框壓濾機進行污泥脫水處理，處理后上清液排回到調節(jié)池再處理，經(jīng)板框壓濾機脫水后的污泥含水率可達80%，故可用車運至垃圾填埋場填埋。反滲透的濃縮液回灌至垃圾填埋場，用于噴灑垃圾。? 尾水排放系統(tǒng)? 為確保垃圾滲瀝液處理的尾水排放出水水質，設計擬設清水池一座，尺寸：6.5m×3.0m×3.0m，清水池出水可經(jīng)提升泵提升至消防水池，還可用于場區(qū)綠化或其他用水。? 6 主要設備 反滲透 本次工程為使出水總氮達到填埋污染控制標準，在系統(tǒng)后增加反滲透系統(tǒng)，反滲透操作壓力為?1.5～10.5MPa，截留組分為?0.1～1nm?小分子溶質。除此之外，還可以從液體混合物中去除全部懸浮物、溶解物和膠體。? 反滲透系統(tǒng)主要設備材料：? （1） 反滲透進水泵：1臺?? 性能參數(shù)：Q=12m3/h，H=50m，?N=3kw，材質為不銹鋼? （2） 反滲透裝置（集成化模塊設備）1套? 反滲透裝置工藝說明：? ??反滲透環(huán)路數(shù)：4條? ??膜管排列方式：2+2? ??膜面積：760m2? ??膜通量：11.54L/m2·h? ??日進水量：120m3/d ???日產水量：?>90m3/d? ??清液產率：?>75%? ??裝機容量：21kW? n? 反滲透裝置主要配件：? （1）?每套裝置設備配置：精密過濾器?1套Q=6m3/h，過濾精度?50um，過濾器材質為不銹鋼。? （2）?靜態(tài)混合器?1?套DN100，流量10m3/h，材質為不銹鋼? （3）?反滲透耐壓膜管4支8寸膜管，5支裝，材質為強化玻璃鋼，耐壓等級?75bar? （4）?反滲透膜組件?20支8?寸膜，卷式，膜面積為32.5m2，型號DURASLICK-RO-8040? （5）?反滲透增壓泵?1?臺：SMVN8-19，Q=6m3/h，H=182m，P=7.5kw，過流部分材質為不銹鋼。? （6）?反滲透循環(huán)泵?2臺：SMVN16-3，Q=12m3/h，H=38m，P=3kw，過流部分材質為不銹鋼。 （7）?阻垢劑加藥裝置：計量泵，1臺，性能參數(shù)：Q=0-3.8L/h，H=7.6bar，N=25W。 生產廠商：臺灣BETTER，型號：AT-01。配備：一個PE-300L藥箱。? （8）?殺菌劑加藥裝置：計量泵，1臺，性能參數(shù)：：Q=0-3.8L/h，H=7.6bar，N=25W。生產廠商：臺灣BETTER，型號：AT-01。配備：一個PE-300L藥箱。? （9）?鹽酸加藥裝置：計量泵，1臺，性能參數(shù)：：Q=0-3.8L/h，H=7.6bar，N=25W。生產廠商：臺灣BETTER，型號：AT-01。配備：一個PE-300L藥箱。? （10）?清洗裝置：? 反滲透清洗泵?1?臺：SMVN8-4，Q=8m3/h，H=36m，P=1.5kw，過流部分材質為不銹鋼。? 每套裝置設備配置：精密過濾器?1套，Q=13m3/h，過濾器材質為不銹鋼。? 反滲透清洗槽?1?座：Vn=1m3，PE材質。 曝氣裝置 AK型曝氣頭(超濾膜自帶曝氣裝置)? 數(shù)量：50套? 射流曝氣機? 型號：GSASJ-3? 空氣量：45m3/h（標準條件）? 供給氧量：2.2－2.6KgO2/h? 功率：2.2Kw? 數(shù)量：24臺 自吸泵? 流量：8m3/h? 吸程：8m? 揚程：25m? 功率：2.2Kw? 型號：40ZXB-25 ?數(shù)量：3臺（2用1備） 循環(huán)泵? 流量：25m3/h? 揚程：15m? 型號：65WQ25-15-2.2 功率：2.2KW? 數(shù)量：2臺(一用一備)? 配套設備? 潛水攪拌機：? 型號：QJB0.85? 葉輪直徑：260mm? 轉速：740r/min? 數(shù)量：2臺 電機功率：0.85KW 清水池? 反滲透出水經(jīng)過清水池排放。? 清水池尺寸：6.5m×3.0m×3.0m? 結構形式：鋼筋砼結構? 數(shù)量：1座? l 配套設備：? 清水泵：1臺（一用一備）? （1）性能參數(shù)為：Q=10.0m3/h，P=15mH2O，N=0.75kw? 型號：SMVN8-2? （2）清水泵出口流量計：1臺? 濃液儲池? RO濃液流入濃液儲池，濃液儲池的濃液經(jīng)過濃液泵回灌垃圾填埋場。? 濃液儲池尺寸：3.5m×3.0m×3.0m? 結構形式：鋼筋砼結構?數(shù)量：1座? l 配套設備：? （1）濃液泵，1臺? 性能參數(shù)為：Q=10.0m3/h，P=10mH2O，N=0.75kw? 型號：CHD50.75-50A? 污泥貯存池? 硝化池剩余污泥通過凈水壓力壓入污泥儲存池。污泥儲存池污泥通過泵抽至板框壓濾機壓濾，濾液回調節(jié)池，濾餅外運至填埋場。? 污泥儲存池尺寸：3.0m×3.0m×3.0m ?結構形式：鋼筋砼結構? 數(shù)量：1座? l 配套設備：? （1） 污泥螺桿泵，1臺?型號：I-1B1.5? 性能參數(shù)：Q=5.2m3/h，P=80mH2O，N=2.2kw? （2） 壓濾機，1臺? 型號：WL-BY30/630-30u? 尺寸：3890×1200×1160mm? 質量：2.66T? N：1.5KW? 7 控制方式 7.1自動控制? 滲濾液處理裝置采用PLC+觸摸屏控制方式，當控制柜上，凡是選擇開關背切換到自動控制后，控制人員可以通過觸摸屏對整套工程系統(tǒng)進行控制。人機對話良好。? 7.2手動控制? 當控制柜上，方式選擇開關被切換到手動控制后，操作人員按照工藝流程要求可以通過控制柜上面的控制按鈕對工程系統(tǒng)進行控制。? 運行情況 在 UASB和SBR反應器調試完成后 ，按設計流量和設計參數(shù)連續(xù)運行 2個月后 ，對系統(tǒng)各處理單元的處理效果進行監(jiān)測。 8.投資及運行成本 處理成本 1）計算條件 （1）電力：0.5元/kwh； （2）藥劑：堿1000元/噸，絮凝劑15000元/噸； （3）自來水：1元/噸；（4）人工工資：1500元/月。 2）消耗指標 滲濾液處理廠日常生產性消耗部分指標主要有：電力、藥劑、人工等，消耗指標如下： （1）電力：17.98kwh/m3滲濾液； （2）藥劑： 堿：0.05kg/m3滲濾液；絮凝劑：1.5g/m3滲濾液； （3）自來水：10m3/d； （4）人工：0.05工日/m3滲濾液。 3）運行成本 （1）動力費：17.98×0.5＝8.99元/m3滲濾液 （2）藥劑費：硫酸：清洗用，量較少，經(jīng)驗值0.2元/m3 堿：清洗用，量較少，經(jīng)驗值0.2元/m34.62元/m3滲濾液 （3）自來水：10÷100×1＝0.1元/m3滲濾液 （4）人工費：0.05×1000÷30＝1.67元/m3滲濾液 直接運行成本：（1）＋（2）＋（3）＋（4）＝15.38元/m3滲濾液。加上RO系統(tǒng)的材料更換費等，運行成本為18.8元/m3滲濾液。 ?主要技術經(jīng)濟指標 設計處理能力：150m3/d；進水CODCr≤15000mg/L； 占地面積：2047.5m2；總裝機容量：74.95kw； 電 耗：1798kwh/日； 運行成本：18.8元/m3； 9.平面布置 改造平面布置包括：污水與污泥處理工藝構筑物及設施的總平面布置，各種管線、管道及渠道的平面布置，各種輔助建筑物與設施的平面布置。在平面布置時，應遵從以下原則： 1.處理構筑物與設施的布置應順應流程、集中緊湊，以便節(jié)約用地和運行管理。? 2.?工藝構筑物（或設施）與不同功能的輔助建筑物應安功能的差異，分別相對獨立布置，并協(xié)調好與環(huán)境條件的關系。? 3.?各處理構筑物之間的連接管（溝道）應盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。? 4.協(xié)調好輔建筑物、道路、綠化與處理溝（建）筑物的關系，做到方便生產運行，保證安全暢道，美化環(huán)境。? 布置結果：污水站主要車道寬7m，次要車道5m，一般人行道3m，道路兩旁留有綠化帶。? 總平面布置圖參見附圖。 10.運行管理與操作維護 10.1 組織管理措施 （1）建立健全的、完備的生產管理機構。 （2）對入廠職工進行必要的考核。 （3）組織操作人員進行上崗前的專業(yè)技術培訓。聘請有經(jīng)驗的專業(yè)技術人員負責技術管理工作。建立健全的管理規(guī)章制度。 （4）組織操作人員參與施工安裝、設備調試及工程驗收的全過程，為今備的正常運轉奠定基礎。 （5）組織有關人員參加全國行業(yè)技術情報的交流活動。 10.2 操作維護措施 （1）按工藝流程認真制定每個工序的操作程序。制定設備的技術操作與維護規(guī)程，操作人員必須嚴格執(zhí)行。配備專業(yè)齊全的管理和操作人員，明確職責，確保設施安全運行。 （2）建立檢修和定期維修制度，加強設備的定期維修和保養(yǎng)，以提高設備的完好率，延長設備的使用壽命。 （3）進廠職工需進行崗位技術培訓，加強對職工及操作工人的生產安全措施及防火意識的培養(yǎng)。 （4）建立檢修和定期維修制度，加強設備的定期維修和保養(yǎng)，以提高設備的完好率，延長設備的使用壽命。 （5）進廠職工需進行崗位技術培訓，加強對職工及操作工人的生產安全措施及防火意識的培養(yǎng)。 結論 滲濾液是垃圾填埋時產生的，在性質上與一般的生活污水有很大的差異，一般情況下，滲濾液含有高濃度的有機物和無機鹽類，外觀呈深褐色，且具有嚴重惡臭，污染程度很高。滲濾液的水量不但隨時間變化，而且還呈周期性，其中COD、BOD5濃度及BOD5/COD有逐年降低、NH3-N逐年增加、但達到某一程度則趨穩(wěn)定的規(guī)律，PH值亦漸由弱酸性轉至中性。因此，在選擇處理工藝時應充分考慮它自身的特點。? 滲濾液受填埋區(qū)降水量及垃圾成分的影響，水質水量變化大。先設一調節(jié)池均質均量，以保證后續(xù)處理構筑物的正常運行，同時兼行曝氣功能。? 針對其懸浮物含量高的特點，設一平流式初沉池，可經(jīng)濟有效地去除大部分懸浮物及部分有機物。? 滲濾液中氨氮濃度較高，如不預先去除，將會影響生物膜法的運行效果，所以設置吹脫塔進行脫氮。? 出水指標中對大腸桿菌的含量有所限制，設置消毒接觸池進行殺菌。? 經(jīng)過一系列有針對性的處理工藝，且在適宜的條件下運行，再加上妥善的管理，滲濾液出水基本達標，免除了垃圾填埋造成的二次污染。進行填埋場滲濾液處理工程設計時，必須對該填埋廠的主體工藝及運行情況要熟悉，并且要參與到主體工藝的交流中去，以便了解滲濾液的水質情況及其處理現(xiàn)狀。? 我所設計的處理站占地約1公頃，日處理量在150m3，經(jīng)過UASB和SBR后，氨氮基本能夠消除，COD、BOD、SS也在預處理和深度處理過程中得以降至排放標準。? 滲濾液處理是世界性難題，不同地區(qū)的垃圾滲濾液也不盡相同，但最主要問題是其可生化性會隨填埋時間的延長而降低，氨氮的含量也不斷增多，但是如果能使垃圾在填埋的時候資源化，譬如對氨氮進行提取用作肥效，這便是對環(huán)境資源的一種可持續(xù)利用，亦是我們今后努力的方向。? ????? ?參考文獻 ?[1]?張小平，固體廢物污染控制工程[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.6：190－212?.? 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[13]?胡勇有，劉綺.水處理工程[M].廣州：華南理工大學出版社，2006：133—150.???????????????? 曾杰：城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計 《垃圾滲濾液處理》 課程設計 學生姓名： xxx 學 號： xxx 專業(yè)班級： xxx 指導教師： xxx 2018年1月11日 目 錄 總說明 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1.1垃圾滲濾液的來源及特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1.2國內外目前垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向．．．．．．．．．．．．．4 1.2.1我國垃圾滲濾液處理經(jīng)歷的階段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.2.2垃圾滲濾液處理工藝比較．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 1.2.3滲濾液處理中存在的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 1.2.4今后的研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2設計說明書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.1總論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.1.1設計任務和內容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.1.2基礎資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.2滲濾液處理工藝流程說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.3處理構筑物的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 2.3.1格柵的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 2.3.2調節(jié)池的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 2.3.3混凝沉淀池的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 2.3.4 UASB的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 2.3.5改良SBR的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36 2.3.6臭氧氧化設備的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41 2.3.7活性炭吸附裝置的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 2.3.8貯泥池的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44 2.3.9污泥濃縮池的設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45 2.3.10污泥消化池的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46 2.3.11污泥脫水設備的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46 2.3.12綜合間．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47 2.3.13效率評估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47 2.3.14場區(qū)市政設施設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48 2.3.15總結．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49 城市垃圾填埋場滲濾液處理工藝設計 設計總說明 城市垃圾的產量與日俱增，已經(jīng)給城市環(huán)境與居民健康都帶來了很大的危害。因此，如何采取相應的措施和方法對城市垃圾進行處理，已成為不可忽視的大事。? 目前，國內外城市垃圾的處置主要有焚燒、衛(wèi)生填埋、地表堆放、堆肥等。垃圾填埋因其具有技術成熟、處理費用低、管理和運輸方便等優(yōu)點而被廣泛地應用。? 但是垃圾填埋產生的垃圾滲濾液是一種很難處理的有毒有害的高濃度有機廢水,?這種廢水若處理不當,?就會引起地面水、地下水、土壤等嚴重二次污染,?并對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康帶來巨大威脅。? 本次課程設計處理量為150噸每天。設計時嚴格遵從以下原則。嚴格執(zhí)行國家有關環(huán)境保護的各項法規(guī)；采用先進、成熟、合理、可靠、節(jié)能的工藝，確保處理量及水質排放達到標準。對于工藝中所采用的設備要求工況穩(wěn)定，能耗低，完全能滿足生產要求；在整體改造思路中盡量使全套污水處理系統(tǒng)自動化水平最大化；流程布局合理，整體感強，外觀裝飾美觀大方，環(huán)境綠化優(yōu)美；在上述前題下，做到投資少，運行費用低。? 滲濾液經(jīng)處理后，其出水水質標準要達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-2008）二級排放標準。文中首先介紹了本設計的背景資料，并列出相關設計依據(jù)和原則。接著，簡要介紹了垃圾填埋場滲濾液水質特征，并對滲濾液的處理工藝如好氧處理、厭氧處理、厭氧-好氧聯(lián)合處理、物化處理及土地處理進行了簡要的論述和討論。? 文章的主體部分將闡述本處理工藝的基本原理，設計過程，相關構筑物及設備的選擇說明。通過對滲濾液特征研究，主體生化處理工藝采用UASB+SBR，再經(jīng)由臭氧氧化對其進行深度處理。 關鍵詞：垃圾滲濾液；UASB反應器；SBR反應器 前 言 隨著我國城市化建設步伐的加快，城市人口的急劇增加，城市生活垃圾產生量日益增多，垃圾污染環(huán)境現(xiàn)象也日趨嚴重。目前，我國把城市生活垃圾無害化處理作為一項重要的城市基礎設施建設來抓，努力消除生活垃圾的污染，提高社會環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展能力。 根據(jù)我國垃圾處理“無害化、減量化、資源化”的原則，近幾年，將會有大批生活垃圾衛(wèi)生填埋場應運而生，與此同時，垃圾滲濾液的處理和處置程度已被確認為衡量一個填埋場是否為衛(wèi)生填埋場的重要指標之一。作為一種高濃度有機廢水，垃圾滲濾液的處理近幾年得到了廣大研究人員的密切關注，并進行了大量的試驗研究，取得了不少的研究成果，并有一批垃圾滲濾液處理廠已經(jīng)或正在興建。 垃圾滲濾液作為一種特殊廢水，其處理的投資、運行成本遠遠高于一般城市污水和工業(yè)廢水，這主要是由于垃圾滲濾液成分復雜、氨氮濃度很高、有機物濃度高，導致處理工序和設備繁多，處理時間較長。垃圾滲濾液由于在垃圾體已經(jīng)經(jīng)歷了厭氧過程，其生化性相對較差，生物處理的停留時間較長，致使設施、設備的投資較大，同時垃圾滲濾液處理量一般相對較小，導致折舊、維修費較高。 垃圾填埋產生的垃圾滲濾液水質極其惡劣，對水體能夠產生嚴重污染，為了防止垃圾滲濾液污染水體，美國、英國等國家對垃圾填埋提出了嚴格技術要求。認識滲濾液的危害程度、提出對策、采取措施，防止其產生二次污染對保護環(huán)境非常重要。我國在1989年頒布了《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術標準》（GJJ 17—1988），但是對垃圾滲濾液的處理無具體規(guī)定；同時因為垃圾滲濾液水質變化范圍極大，各種污染物濃度高，因此垃圾滲濾液的處理一直是一個世界性的難題。雖然各國開展研究的時間已較長，但迄今尚無比較切實有效的處理方法。因而我們應更加努力，科學地去解決這一世界性難題，為改善人類生存環(huán)境作出應有的貢獻。 1 概述 1.1 垃圾滲濾液的來源及特征 1.1.1 垃圾滲濾液的產生 隨著我國城市垃圾產生量的不斷增加，無害化處理越來越重要。垃圾處理的方法有很多，有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒、厭氧發(fā)酵、熱解等。我國垃圾無機成分含量高，可燃物質少，熱值低，且垃圾填埋技術成熟、處理費用低、管理和運輸方便，這些特點就決定了衛(wèi)生填埋是我國處理垃圾的主要方式。衛(wèi)生填埋，它不僅是我國現(xiàn)今垃圾處理的主要方式，還將在今后很長的時間內存在。衛(wèi)生填埋存在一個很關鍵的問題，即垃圾滲濾液的收集和處理問題。垃圾在堆放和填埋過程中由于壓實、發(fā)酵和降水滲流作用，會產生一種高濃度的有機廢水，我們稱之為垃圾滲濾液。 垃圾填埋后，在微生物的作用下，垃圾中的有機物經(jīng)過好氧反應和厭氧反應產生降解，其降解后生成的無機物以及垃圾中的可溶污染物，大量進入垃圾滲濾液中，這就使?jié)B濾液污染物含量極高。產生垃圾滲濾液的同時，垃圾中的病原微生物也會在雨水的淋溶作用下進入垃圾滲濾液。垃圾降解產生的CO2溶于垃圾滲濾液以后使垃圾滲濾液偏酸性，這種酸性環(huán)境使得垃圾中不溶于水的碳酸鹽、金屬及其金屬氧化物等無機物發(fā)生溶解，繼而使垃圾滲濾液中含有種類繁多且含量超標的重金屬類物質。 1.1.2 垃圾滲濾液的來源 垃圾滲濾液來自直接降水、垃圾中的水分、有機物分解產生的水、地表徑流、地表灌溉、地下水以及覆蓋材料中的水分，其中前三種為主要來源。 1.1.3 垃圾滲濾液的組成 垃圾滲濾液的組成十分復雜，此外，經(jīng)發(fā)射光譜定性分析，垃圾滲出液中檢測到的金屬有：Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、Na、Mg、Ca、K、Si、B、Sn、Al、Ti、Ag、Bi、Pd、Gd、Ni、Mn、Co、Hf、Sc、V、Rb 26種。 據(jù)長期對不同垃圾填埋場滲濾液的監(jiān)測可知，垃圾滲濾液的來源使得垃圾滲濾液的水質具有與城市污水不同的特點：有機物濃度高，金屬含量高，水質變化大，氨氮含量高，營養(yǎng)元素比例失調，且在進行生化處理時會產生大量泡沫。 1.1.4 滲濾液的水質特點 1．色嗅 呈淡茶色或暗褐色，有較濃的腐化臭味。 2．pH值 填埋初期pH呈弱酸性（6～7），隨時間推移，pH值可提高到7～8，呈弱堿性。 3．滲濾液中的有機物 垃圾滲濾液中的有機物可歸納為低分子量的脂肪酸類、腐殖質類高分子的碳水化合物和中等分子量的灰黃酸類物質。對于相對不穩(wěn)定的填埋過程而言，大約90﹪的可溶性有機物是可揮發(fā)性的脂肪酸（易生物降解），其次是灰黃霉酸（難生物降解）；對于相對穩(wěn)定的填埋場而言，揮發(fā)性脂肪酸隨垃圾的填埋時間延長而減少，而灰黃霉酸物質的比重則增加。有機物組分的變化，導致滲濾液的可生化性降低，生化處理效果較差。 4．氨氮 “中老年”填埋場滲濾液中氨氮濃度很高，由于目前多采用厭氧填埋技術，因而滲濾液中的氨氮濃度在填埋場進入產甲烷階段后不斷上升，其達到高峰值后延續(xù)很長的時間并直至最后封場。此外，滲濾液中氨氮的含量常占總氮的85﹪～90﹪。高濃度的氨氮及其隨時間變化的特性加重了滲濾液對受納水體的污染程度。 5．磷 垃圾滲濾液的含磷量通常較低，尤其是溶解性的磷酸鹽濃度更低，導致滲濾液生物處理的缺磷嚴重。 6．重金屬 城市生活垃圾填埋場滲濾液中金屬離子濃度通常較低，但若將工業(yè)垃圾與生活垃圾混合填埋，滲濾液中重金屬離子的溶出量將會明顯增加。 7．固體物質 垃圾滲濾液中含較高濃度的總溶解性固體，同時含有高濃度的Na+、K+、Cl-、SO42-等無機類溶解性鹽。此后，隨填埋時間的增加，無機鹽類濃度逐漸下降，直至穩(wěn)定。 8．微生物 滲濾液中重金屬元素、氨氮等物質含量過高，使得微生物營養(yǎng)元素比例失調，在一定程度上抑制了微生物的生長繁殖。 1.2 國內外目前垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向 1.2.1 我國垃圾滲濾液處理經(jīng)歷的階段 受到經(jīng)濟發(fā)展水平的限制，我國衛(wèi)生填埋起步較晚，真正意義上的衛(wèi)生填埋場從20世紀80年代末才開始建設。滲濾液處理廠的建設就更晚，從時間上看，垃圾滲濾液的處理經(jīng)歷了3個階段。 1．第一階段 此階段在20世紀90年代初期，處理工藝主要參照城市污水的處理方法，代表性的工程實例有杭州天子嶺和北京阿蘇衛(wèi)等垃圾填埋場的滲濾液處理。 2．第二階段 此階段在20世紀90年代中后期，研究人員考慮到滲濾液的水質獨特性，如高濃度的氨氮、高濃度的有機物等，采取了脫氨措施，采取的處理工藝一般為氨吹脫+厭氧處理+好氧處理，代表性的工程實例有深圳下坪、香港新界西等垃圾填埋場的滲濾液的處理。 3．第三階段 2000年以后，由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展，新建的滲濾液處理廠一般遠離城區(qū)，滲濾液沒有條件排入城市污水管網(wǎng)，因此處理要求也相應提高，一般需要處理到二級甚至一級排放標準。此時的滲濾液若僅靠生物處理無法達到處理要求，一般采取生物處理+深度處理的方法。代表性的工程實例有廣州新豐、重慶長生橋等。 廣州新豐滲濾液處理廠采用的是UASB+SBR+反滲透處理工藝。重慶長生橋滲濾液處理廠采用的是反滲透的處理工藝。 1.2.2 垃圾滲濾液處理工藝比較 垃圾滲濾液處理采用的最常用處理方法是生化處理和物化處理。垃圾滲濾液的組成成分是隨時間而發(fā)生變化的，對于填埋時間少于5年的垃圾滲濾液，其中的有機物濃度高，低分子脂肪酸多，BOD5/COD值在0.5～0.6，采用生化處理方法是有效的；而隨著垃圾填埋年數(shù)的增加，有機物濃度降低，但腐殖質類物質增加，BOD5/COD值下降，可生化性降低，生化處理難以達到較好的效果。在實際中，因填埋時間存在先后的差別，使得“新鮮”和“老”的垃圾滲濾液并存。因此，為了滿足滲濾液處理效果在垃圾填埋場的使用期間和封場后一直能夠滿足環(huán)境的要求，有必要采用生化和物化組合的處理工藝。 提高可生化性工藝：通常采用的技術方法主要有高級氧化技術、水解酸化技術和厭氧發(fā)酵技術等，主要目的是去除水中難生物降解的有機物和無機化合物，提高處理工藝的抗沖擊負荷能力。 生物處理工藝：是污水二級處理的主流工藝，其污染物去除能力取決于污水處理工藝性能、污染物的成分及營養(yǎng)性污染物的比例等因素。通常采用氧化溝、A2/O和SBR等工藝進行處理。 1.2.2.1 提高可生化性單元 1．高級氧化法 高級氧化處理工藝中重要的一點就是生成氫氧自由基， 氫氧自由基的強氧化作用可使處理過的污水中殘留的難降解有機化合物被氧化分解為無機物。常用方法有臭氧氧化法、電解氧化法以及Fenton試劑氧化法等。 高級氧化法具有以下特點： 1) 產生大量羥基自由基(·HO)，氧化能力僅次于氟； 2) ·HO直接與廢水中的污染物反應將其降解為CO2、水和無害物，不產生二次污染； 3) 能直接達到完全去除有機物，降低TOC和COD的目的； 4) 其本身是物理化學過程，反應速度快，易于控制； 5) 可單獨處理，也可與其他處理相結合，如作為生化處理的預處理，可降低處理成本。 2．厭氧生物處理 上流式厭氧污泥床(UASB)和水解酸化都屬于厭氧生物處理。 厭氧生物處理的特點： 1) 應用范圍廣，不需供氧，能耗低，運行費用低且產生甲烷可回收； 2) 少量有機物用于合成，故微生物增殖慢，污泥量少； 3) 但反應時間較長，所需處理構筑物容積較大。 UASB的最大特點是其反應器底部污泥層的濃度高、活性高，使反應器有機負荷得到提高，水力停留時間短，故構筑物容積小。 水解酸化是利用厭氧反應中的水解和產酸菌作用將反應控制在水解酸化第二階段，而不進入甲烷發(fā)酵第三階段。由于第一、第二階段反應速度快，故與完全厭氧相比，水力停留時間短，處理構筑物體積減小，處理效率提高。 1.2.2.2 生物處理單元 常用生物處理技術方法較多，如氧化溝工藝、A2/O工藝、接觸氧化工藝、SBR工藝等。 1．氧化溝 氧化溝工藝是五十年代由荷蘭工程師發(fā)明的，因其池型呈封閉循環(huán)流溝渠而得名，其溝內循環(huán)水量往往是進水量的幾十倍甚至上百倍，所以氧化溝兼有推流型和完全混合型曝氣池的特點，具有較強的抗沖擊負荷的能力。一般情況下，氧化溝工藝不設初沉池，工藝簡單，便于操作。 2．A2/O工藝 A2/O工藝是在20世紀80年代初開創(chuàng)的工藝，其主要特點是將反硝化反應器放置在系統(tǒng)之首，故又稱為前置反硝化生物脫氮除磷系統(tǒng)，這是目前應用比較廣泛的一種污水脫氮處理工藝。 3．接觸氧化工藝 生物接觸氧化法又稱淹沒式生物濾池，是在生物濾池基礎上，通過接觸曝氣方式演變成的一種污水生物處理技術。運行時填料全部浸沒在污水中，利用機械裝置向水體充氧，系統(tǒng)中的微生物絕大部分形成生物膜附著在固體填料上，少量以顆粒污泥的形式懸浮于水中。因此，接觸氧化工藝既具有生物濾池的特點又具有活性污泥法的特點。 4．SBR工藝 SBR工藝是較早開展于污水處理實驗研究技術方法之一，直到近10多年來，由于自動控制、機械制造等技術的突破，SBR工藝才真正意義上應用于生產實踐。目前，應用較多的SBR工藝和設備包括CASS、ICEAS、CAST、MSBR、DAT-IAT等。SBR工藝是將脫氮除磷的各種反應，通過時間順序上的控制，在同一反應器中完成，不需要回流污泥，從而節(jié)省了能耗。 表1-1 各種生物處理工藝性能特點 工藝名稱 優(yōu)點 缺點 氧化溝 BOD負荷低，處理效果好，出水水質穩(wěn)定； 可不設初沉池，可不單設二沉池； 耐受水力沖擊負荷； 污泥產率低且穩(wěn)定； 采用機械曝氣，氧利用率高，設備的維護方便。 占地大，能耗大，運行費用高； 污泥易于膨脹； 轉刷充氧攪拌易產生大量泡沫； 流速不均，致使污泥沉積，減少有效池容。 A2/O工藝 工藝簡單，占地少； 同時脫氮除磷； 反硝化過程為硝化提供堿度； 反硝化過程同時去除有機物； 污泥沉降性能好。 回流污泥含有硝酸鹽進入?yún)捬鯀^(qū)，對除磷效果有影響； 脫氮受內回流比影響； 聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機物。 工藝名稱 優(yōu)點 缺點 接觸氧化工藝 微生物濃度高，生物膜適應性強； 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，產泥量低，不發(fā)生污泥膨脹，無需污泥回流； 氧利用率高； 耐受水力沖擊負荷，處理效果好； 水力停留時間短，容積小，占地少； 填料易堵塞； 布水、曝氣不均，局部易產生死角； 生物膜脫落，水質受影響； 生物膜多寡不易控制； 填料費用高； SBR工藝 工藝簡單，占地小，費用低； 沉淀效果好，不易發(fā)生污泥膨脹； 可同時脫氮除磷，效果顯著； 耐受水力沖擊負荷； 反應推動力大，效率高； 操作靈活性好，便于自動控制。 同時脫氮除磷時操作復雜； 潷水設施的可靠性對出水水質影響大； 設計過程復雜； 維護要求高，運行對自動控制依賴性強； 池體容積較大。 1.2.3 滲濾液處理中存在的問題 1.2.3.1 滲濾液高濃度氨氮的問題 高濃度的氨氮是滲濾液的水質特征之一，隨著填埋時間的延長，垃圾中的有機氮轉化為無機氮，滲濾液的氨氮濃度有升高的趨勢。與城市污水相比，垃圾滲濾液的氨氮濃度高出數(shù)十至數(shù)百倍。一方面，由于高濃度的氨氮對生物處理系統(tǒng)有一定的抑制作用；另一方面，由于高濃度的氨氮造成滲濾液中的C/N比失調，生物脫氮難以進行，導致最終出水難以達標排放。 1.2.3.2 滲濾液可生化性差的問題 滲濾液可生化性差主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，隨著填埋場填埋時間的延長，滲濾液的生化性降低，在填埋后期，可生化性很差，BOD5/ CODCr值小于0.1，此時的滲濾液俗稱老化滲濾液；另一方面，在填埋初期，雖然滲濾液的可生化性較好，但是光靠生物處理也很難將之處理至二級甚至一級標準以下，一般來講，滲濾液的 COD中將近有500～600 mg/L無法用生物處理的方式處理。 1.2.4 今后的研究方向 根據(jù)滲濾液處理存在的問題，目前我國垃圾滲濾液處理工藝的關鍵主要集中在以下兩個方面：高濃度氨氮處理技術和滲濾液深度處理技術。 1.2.4.1 高濃度氨氮處理技術 高濃度氨氮處理技術，目前應用較多的主要有氨吹脫和生物脫氨技術。氨吹脫技術大多用空氣為吹脫介質，低效率的吹脫設備吹脫的方式。相對而言，精餾塔脫氨是一種比較有前途的解決方案，雖然采用該法需要一定量的蒸汽，但由于水溫提高了，可以減少調整pH的酸堿用量，還可以減小氣液比，減少風機的電耗。另外，由于蒸餾后，脫氨尾氣可以通過冷凝直接轉換成液氨，可以回收利用，有效地解決了尾氣難以治理的問題。因此，新型高效吹脫裝置的開發(fā)，脫氨尾氣的妥善處理成為了今后研究的方向。 除了氨吹脫的方法脫氨以外，生物脫氮也是一種經(jīng)濟、有效的脫氨方式。但傳統(tǒng)理論認為：氨氮的去除是通過硝化和反硝化兩個相互獨立的過程實現(xiàn)的；硝化過程需要大量的氧氣，而反硝化過程則需要一定的碳源。滲濾液氨氮濃度很高，C/N值較低，無法通過單一的生物脫氮方式解決滲濾液的脫氨問題。目前對生物脫氮技術又有了很多新的認識，如好氧反硝化、同步硝化反硝化、厭氧氨氧化、短程硝化等，這些技術具有需氧量低、能耗低、負荷高、對碳源堿度需求低等優(yōu)點。 2 設計說明書 2.1 總論 2.1.1 設計任務和內容 2.1.1.1 污水處理設計目的 污水處理設計能夠培養(yǎng)學生綜合運用所學的水處理專業(yè)知識及相關知識的能力和工程實踐能力，使學生受到基礎的工程制圖訓練，在資料收集及調查研究，工程設計，圖紙繪制，設計說明書的撰寫等方面的能力得到一定程度的提高。 2.1.1.2 污水處理設計基礎要求： （1） 在設計過程中，要發(fā)揮獨立思考工作的能力。 （2） 本設計的重點是污水處理構筑物的設計計算和總體布置。 （3） 處理構筑物選型按其基礎特征加以說明。 （4） 設計計算說明書，要求內容完整（包括計算草圖），簡明扼要，文字通順，設計圖紙按標準繪制，內容完整，主次分明。 2.1.1.3 設計任務： （1） 設計說明：包括水質特征、性質，設計流量，進出水水質指標，工藝流程比較與選擇，各構筑物運行參數(shù)及尺寸設計以及各處理構筑物的平面布置。 （2） 計算說明：包括各處理構筑物的設計計算。 （3） 圖紙：工藝流程圖，平面布置圖及單體構筑物的工藝構圖。 2.1.2 基礎資料 設計水量：Q=150m3∕d，時變化系數(shù)為1.3，進、出水水質指標如下表： 表2-1 所處理的垃圾滲濾液進出水水質（單位：mg/L） 水質標準 COD BOD NH3-N SS PH 進水水質 10000 2000 1500 1800 5-9 排放標準 ≦300 ≦150 ≦25 ≦200 6-9 處理水質執(zhí)行《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889-2008）二級排放標準。 2.2 滲濾液處理工藝流程說明 經(jīng)分析滲濾液的水質特點，同時從出水水質角度考慮，擬采用以下工藝進行處理： 滲濾液 細格柵 調節(jié)池 混凝沉淀池 沼氣利用 柵渣、無機砂質及剩余污泥回收填埋 污泥消化池 加藥間 污泥濃縮池 活性炭吸附 UASB 沼氣利用 貯泥池 臭氧氧化 SBR 脫水干燥 鼓風機房 尾氣處理 排入水體 圖2-1 垃圾滲濾液處理工藝流程圖 由于該水質具有一定的可生化性，所以考慮用UASB+SBR作為主要的生化處理工藝，臭氧氧化工藝作為深度處理。臭氧氧化可將廢水中呈溶解狀態(tài)的有機物和無機物徹底消除，而不會產生污染物被濃縮的化學污泥。采用混凝沉淀工藝作為生化處理的預處理，有效去除有機物膠體及懸浮顆粒，降低后續(xù)生化處理段的有機負荷，保證其正常運行。 原水經(jīng)格柵閘閥井進入調節(jié)池，穩(wěn)定后出水開始混凝沉淀，去除COD、懸浮顆粒及重金屬，上清液溢流后經(jīng)提升泵進入UASB，去除部分COD同時氨化，之后進入SBR進一步去除有機污染物同時脫氮，再進入臭氧氧化池進行深度處理后，通過活性炭吸附，出水可達標排放。 2.3 處理構筑物的設計計算 2.3.1 格柵的設計計算 2.3.1.1 格柵的作用和位置 格柵安裝在污水渠道，泵房等的進口處或污水處理廠的端部。用以截留較大懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理的處理負荷，并使之正常運行。 2.3.1.2 格柵的設計參數(shù)及要求[1] （1） 柵條間隙：粗格柵（50~100mm），中格柵（10~40mm），細格柵（1.5~10mm）； （2） 格柵的柵前流速一般為0.4m/s ~ 0.9m/s； （3） 格柵過柵流速不宜小于0.6m/s，不宜大于1.0m/s； （4） 柵前渠道寬度和渠道中的水深應與入廠污水管規(guī)格相適應； （5） 柵渣量與地區(qū)特點，格柵的間隙大小，污水水量等因素有關，在無當運行資料時，可采用：（1）格柵間隙16~25mm 0.10~0.05m3柵渣/103污水；（2）格柵間隙30~50mm 0.03~0.01m3柵渣/103污水； （6） 機械格柵不宜少于2臺，如為1臺時，應設人工清除格柵備用； （7） 格柵傾角一般采用45o~75o，人工清渣：45o~60o，機械清渣：60o~90o； （8） 通過格柵的水頭損失一般采用0.08~0.15m； （9） 柵間必須設置工作臺，臺面應高出柵渣前最高設計水位0.5，工作臺上應有安全沖洗設備； （10） 設置格柵裝置的構筑物，必須考慮有良好的通風設施； （11） 格柵間內應安裝調運設備，以便運行格柵及其他設備的檢修和柵渣的日常清除。? 2.3.1.3 設計計算 1 柵條間隙數(shù)n： n= (1—1) 式中：Qmax—最大設計流量，m3/s； b—柵條間隙，m； h—柵前水深，m，取0.5m； —污水流經(jīng)格柵的速度，一般取0.6~1.0m/s，取= 0.7m/s； —格柵安裝傾角，( °)，取60o； —經(jīng)驗修正系數(shù)。 注：1) Qmax= Q設 = 150m3/d = 1.74L/s = 1.74×10-3m3/s， 當< 5L/s時，污水總變化系數(shù)Kz = 2.3； 2) 由于滲濾液中并無較粗大的漂浮物，所以選取間隙為10mm的細格柵； 3) 格柵間隙數(shù)過小，所以放寬至20個。 2 柵槽總寬度B： B = S(n-1)+b×n = 0.01×(20-1)+0.01×20 ≈ 0.4m (1—2) 式中：B—柵槽寬度，m； S—柵條寬度，m，取0.01m； b—柵條凈間隙，m，取0.01m； n—格柵間隙數(shù)，個。 3 進水渠道漸寬部分的長度： (1—3) 式中：B—柵槽總寬度，m； B1—進水渠道寬度，m，取0.2m； —進水渠道漸寬部位的展開角度，( °)，取20°。 4 格柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度： (1—4) 5 通過格柵的水頭損失： 1) 計算水頭損失： (1—5) 式中：—計算水頭損失，m； —阻力系數(shù) (1—6) 柵條斷面選取銳邊矩形，經(jīng)查表[2]，形狀系數(shù)； g—重力加速度，m/s2，取9.8m/s2。 2) 過柵水頭損失： (1—7) 式中：—過柵水頭損失，m； k—系數(shù)，一般采用k = 3。 6 柵后槽的總高度H： H = h+h1+h2 = 0.5+0.3+0.16 ≈ 1.0m (1—8) 式中：h—柵前水深，m； h1—格柵前渠道超高，m，取0.3m； h2—過柵水頭損失，m。 7 格柵總長度L： (1—9) 8 每日柵渣量W： 采用人工清渣 (1—10) 式中：W—每日柵渣量，m3/d； W1—單位體積污水柵渣量，m3/(103m3污水)，一般取0.1~0.01，細格柵取大值，粗格柵取小值，取0.1； Kz—污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3。 9 格柵機安裝2臺，1用1備 圖2-2 格柵水力計算簡圖 2.3.2 調節(jié)池的設計計算 2.3.2.1 設計說明 調節(jié)池的作用是調節(jié)進、出水量，保證后續(xù)工藝的進行，并從廢水中分離密度較大的無機顆粒，去除廢水中的懸浮物及砂粒，保護水泵和管道免受磨損，縮小污泥處理構筑物容積，提高污泥有機組分的含率，提高污泥作為肥料的價值。 由于垃圾場產生的廢水量受降雨量的影響較大,為保證處理系統(tǒng)進水水質相對穩(wěn)定，必須有較大的調節(jié)池來調節(jié)水量，常規(guī)的污水處理調節(jié)池一般調節(jié)均化4h的水量，而垃圾滲濾液的調節(jié)池常把春、夏季產生的未處理滲濾液保存起來，以彌補秋、冬季滲濾液處理廠正常運行時滲濾液量的不足，所以其停留時間均大于24h[3]。同時隨著滲濾液量的變化，其有機物濃度也有較大的變化，特別是在冬季滲濾液量少，濃度特別高，因此需對原水進行適當調節(jié)，以免對處理設施沖擊過大。另外，調節(jié)池可以起到兼氧反應的作用，因生活垃圾滲濾液進入污水處理廠之前已經(jīng)過較長時間的厭氧發(fā)酵過程，滲濾液直接進行厭氧作用已不顯著，通過自然復氧作用，使調節(jié)池中的滲濾液處于一個兼氧環(huán)境，滲濾液中本身存在的大量兼氧菌生長活躍，這樣一方面可去除部分有機物，另外可極大地提高廢水的可生化性，使后續(xù)生化處理難度降低。 2.3.2.2 設計計算 1 設置2座調節(jié)池，水力停留時間取T = 24h。 2 調節(jié)池容積： V’= (2—1) 3 設計中采用的調節(jié)池容積V 一般考慮增加調節(jié)池理論容積的10％~20％，取20％，則： V=1.2V’=1.2*150=180m3 (2—2) ∴ 單池容積V單 = V/2=90m3 (2—3) 4 池形設計： 1) 兩池采用并聯(lián)式矩形池，設定有效水深h2 = 5m，則單個調節(jié)池表面積A： A==90/5=18.0m3 (2—4) 2) 單池平面尺寸取L×B = 4.5*4= 18m2； 3) 超高取0.3m。 5 貯渣斗所需容積V1′： V1′ (2—5) 式中：Qmax—最大設計流量，m3/d； T—排渣時間間隔，取2d； X—城鎮(zhèn)污水的沉渣量，一般采用0.03L/m3(污水)； Kz—污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3。 6 渣斗尺寸計算： 圖2-3 調節(jié)池方形渣斗尺寸計算簡圖 1) 如圖所示，設定渣斗底寬b1 = 0.2m，斗壁與水平面的傾角= 60o，貯渣斗高度= 0.3m 則貯渣斗上口寬 (2—6) 2) 貯渣斗容積V1： (2—7) ∴ V1>1/2 V1′=0.002m 3 可以容納調節(jié)池產生的沙礫 式中：S1，S2—分別為貯渣斗下口和上口的面積，m2。 3) 貯渣室高度h3： (2—8) 式中，—貯渣斗高度，= 0.3m； i—池底坡向渣斗的坡度，取6％； B—單個調節(jié)池寬度，m； b2—貯渣斗上口寬，m。 7 調節(jié)池總高度H： H = h1+h2+h3 = 0.3+5+0.46 = 5.76m (2—9) 式中：h1—超高，取0.3m； h2—有效水深，h2 = 5m。 8 補充說明： 調節(jié)池安裝桁車式刮泥機，定時將污泥刮入污泥槽，并有污泥泵將污泥運送到貯泥池。 圖2-4 設有桁車刮泥機的調節(jié)池 ①進水槽；②擋流板；③刮泥桁車；④刮渣板；⑤刮泥板； ⑥浮渣槽；⑦出水槽；⑧出水管；⑨泥斗；⑩排泥管 2.3.3 混凝沉淀池的設計計算 混凝沉淀既可作為預處理技術，減輕后續(xù)處理設施的負荷，又可作為深度處理技術，成為整個處理過程的保障技術，主要用來去除水中小型的懸浮物和膠體。對于垃圾滲濾液，能夠去除其中的懸浮物、不溶性COD、脫色以及重金屬的去除，對氨氮也有一定去除效果。 2.3.3.1 混凝池的設計計算 一．藥劑選擇及其投加量 混凝劑目前應用最廣的是鋁鹽和鐵鹽。 硫酸鋁混凝效果較好，使用方便，對處理后的水質沒有任何不良影響。但水溫低時，硫酸鋁水解困難，形成的絮凝體較松散，效果不及鐵鹽，同時，pH有效范圍窄，投加量大。 三氯化鐵是褐色結晶體，極易溶解，形成的絮凝體較緊密，易沉淀，但三氯化鐵腐蝕性強，易吸水潮解，不易保管，同時，殘留在水中的亞鐵離子會使處理后的水帶色。 兩者比較之后，從基建費用角度考慮，選取硫酸鋁作為混凝劑，PAM作為助凝劑。 實驗研究表明[6]，當pH = 6時，硫酸鋁投加量在0.8g/L左右，處理效果最好。 二．機械攪拌反應池設計參數(shù)及要點[5] (1) 池數(shù)一般不少于2座，反應時間為20~30min； (2) 每座池一般設3~4擋攪拌器，各攪拌器之間用隔墻分開以防水流短路，垂直攪拌軸設于池中間； (3) 攪拌葉輪上槳板中心處的線速度自第一擋0.5~0.6m/s逐漸減小至0.2~0.3m/s； (4) 垂直軸式攪拌器的上槳板頂端應設于池子水面下0.3m處，下槳板底端設于距池底0.3~0.5m處，槳板外緣與池側壁間距不大于0.25m； (5) 槳板寬度與長度之比b/l = 1/10~1/15，一般采用b = 0.1~0.3m。每臺攪拌器上槳板總面積宜為水流截面的10％~20％，不宜超過25％，以免池水隨槳板同步旋轉，減弱絮凝效果。水流截面積是指與槳板轉動方向垂直的截面積； (6) 所有攪拌軸及葉輪等機械設備應采取防腐措施，軸承與軸架宜設于池外，以免進入泥沙，致使軸承嚴重磨損和軸桿折斷； (7) 速度梯度G和反應時間t的乘積Gt可間接表示整個反應時間內顆粒碰撞的總次數(shù)，可用來控制反應效果。當原水濃度低，平均G值較小或處理要求較高時，可適當延長反應時間，以提高Gt值，改善反應效果。一般平均G值約在20~70s-1之間為宜，Gt值應控制在104~105之間。 三．設計計算 1 反應池容積V： V= (3—1) 式中：V—反應池總容積，m3； Q—設計處理水量，m3/h； t—反應時間，取25min。 2 反應池串聯(lián)格數(shù)及尺寸： 反應池采用3格串聯(lián)的方形池，設置3臺攪拌機，池子的有效水深取h = 2.7m，則 單池面積A1= (3—2) ∴ 池邊長a ≈ 0.57m 反應池超過取h1 = 0.3m，則池總高度H = h+h1 = 3.0m。反應池分隔墻上的過水孔道上下交錯布置，見圖2—5。 圖2-5 垂直軸式機械攪拌反應池 ①進水管；②旋轉軸；③槳板；④葉輪；⑤擋板；⑥過水孔道；⑦隔墻 3 攪拌設備設計 1) 葉輪直徑及漿板尺寸： a 攪拌池當量直徑D： D= (3—3) b 攪拌器葉輪直徑d： d= (3—4) 式中：i—比例系數(shù)，一般為，這里取。 c 為了加強混合效果，在內壁設四塊固定擋板，每塊擋板寬度b1取（1/10~1/12）D ≈ 0.05~0.064m，其上、下緣距靜止液面和池底皆為D/4 ≈ 0.16m。 d 每根旋轉軸上安裝4塊槳板，槳板長度取= 1m，寬度取b = 0.1m。 2) 槳板中心點旋轉半徑R： R= (3—5) 式中：d—攪拌器葉輪直徑，m； b—槳板寬度，m。 圖2-6 攪拌反應池水力計算簡圖 3) 轉速： 每臺攪拌機槳板中心點旋轉線速度?。? 第一格 第二格 第三格 則每臺攪拌機轉速為： 第一格 (3—6) 第二格 (3—7) 第三格 (3—8) 4) 槳板旋轉功率計算： a 槳板外緣旋轉線速度： (3—9) 式中：r —槳板外緣旋轉半徑，r = 0.35m； —每臺攪拌機轉速，rad/min。 則計算得到： 第一格 第二格 第三格 b 每臺攪拌機上槳板總面積A： A = 4b= 4×0.1×1 = 0.4m2 (3—10) 式中：b—槳板寬度，b = 0.1m； —槳板長度，= 1m。 槳板總面積與反應池過水截面積之比為： （小于25％，符合要求） (3—11) c 槳板寬徑比系數(shù)Ki（三臺攪拌器完全相同）： (3—12) 式中：b—槳板寬度，b = 0.1m； r —槳板外緣旋轉半徑，r = 0.35m。 d 攪拌器功率： (3—13) 式中：Ki—槳板寬徑比系數(shù)； A—每臺攪拌機上槳板總面積，m2； —槳板外緣旋轉線速度，m/s。 則每臺攪拌器功率： 第一格 第一格 第一格 4 配用電動機功率Ni： (3—14) 式中：—攪拌器功率，W； —電動機總機械效率，取0.75； —電動機傳動效率，取0.7。 則計算得到： 第一格 第二格 第三格 2.3.3.2 沉淀池的設計計算 一．沉淀池一般規(guī)定[1] 1 設計流量應按分期建設考慮 a) 當污水為自流進入時，應按每期的最大設計流量計算； b) 當污水為提升進入時，應按每期工作水泵的最大組合流量計算； c) 在合流制處理系統(tǒng)中，應按降雨時的設計流量計算，沉淀時間不宜小于30min。 2 沉淀池的個數(shù)或分格數(shù)不應少于2個，并宜按并聯(lián)系列設計。 3 當無實測資料時，城市污水沉淀池的設計數(shù)據(jù)，可參照表2—2選用。 表2-2 城市污水沉淀池設計數(shù)據(jù) 沉淀池類型 沉淀時間（h） 表面負荷（日平均流量） ［m3/(m2·h)］ 污泥含水率（％） 固體負荷 ［kg/(m2·h)］ 堰口負荷 ［L/(s·m)］ 初次沉淀池 1.0~2.5 1.2~2.0 95~97 ≤2.9 二次沉淀池 活性污泥法后 2.0~5.0 0.6~1.0 99.2~99.6 ≤150 ≤1.7 生物膜法后 1.5~4.0 1.0~1.5 96~98 ≤150 ≤1.7 4 池子的超高至少采用0.3m。 5 q=h/t，一般沉淀時間不小于1.0h；有效水深多采用2~4m。下表列出了有效水深、沉淀時間與表面負荷的關系。 表2-3 有效水深、沉淀時間與表面負荷的關系 表面負荷ｑ ［m3/(m2·h)］ 沉淀時間ｔ(h) h2=2.0m h2=2.5m h2=3.0m h2=3.5m h2=4.0m 2.0 1.5 1.2 1.0 0.6 1.0 1.3 1.7 2.0 3.3 1.3 1.7 2.1 2.5 4.2 1.5 2.0 2.5 3.0 5.0 1.8 2.3 2.9 3.5 2.0 2.7 3.3 4.0 6 沉淀池的緩沖層高度，一般采用0.3~0.5m。 7 污泥斗的斜壁與水平面的傾角，方斗不宜小于60o，園斗不宜小于55o。 8 初塵池的污泥區(qū)容積，一般不大于2d的污泥量計算，采用機械排泥時，可按4h污泥量計算；二沉池的污泥區(qū)容積按不小于2h貯泥量考慮，泥斗中污泥濃度按混合液濃度及底流濃度的平均濃度計算。 9 排泥管直徑不應小于200mm。 10 沉淀池的污泥一般采用靜水壓力排除，初沉池的靜水頭不應小于1.5m；二沉池的靜水頭，生物膜法后不應小于1.2m，曝氣池后不應小于0.9m。 二．豎流式沉淀池設計數(shù)據(jù)[1] 1 為了使水流在沉淀池內分布均勻，池子直徑（或正方形的一邊）與有效水深之比值不大于3。池子直徑不宜大于8m，一般采用4~7m；最大有達10m。 2 中心管內流速不大于30mm/s。 3 中心管下口應設有喇叭口和反射板： a) 反射板板底距泥面至少0.3m。 b) 喇叭口直徑及高度為中心管直徑的1.35倍。 c) 反射板的直徑為喇叭口直徑的1.30倍，反射板表面與水平面的傾角為17o。 d) 中心管下端至反射板表面之間的縫隙高在0.25~0.5m范圍內時，縫隙中污水流速，在初沉池中不大于20mm/s，在二沉池中不大于15mm/s。 4 當池子直徑（或正方形的一邊）小于7m時，澄清污水沿周邊流出；當直徑D≥7m時，應增設輻射式集水支渠。 5 排泥管下端距池底不大于0.2m，管上端超出水面不小于0.4m。 6 浮渣擋板距集水槽0.25~0.5m，高出水面0.1~0.15m，淹沒深度0.3~0.4m。 三．設計計算 本設計采用豎流式沉淀池。 1 中心管截面積： 采用2座豎流式沉淀池，則每池最大設計流量： qmax=-4m3/s (3—18) ∴ f== (3—19) 式中：—單池污水設計流量，m3/s； —采用的沉淀池個數(shù)，取=2座； —中心管截面積，m2； —中心管內流速，取。 2 中心管直徑d0： d0== 取 (3—20) ∴ 喇叭口直徑 (3—21) 反射板直徑 (3—22) 3 中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3： h3 取 (3—23) 式中：—污水由中心管喇叭口與反射板之間的縫隙流出速度，取0.02m/s； d1—喇叭口直徑，m。 4 沉淀部分有效斷面積A： A (3—24) 式中：Kz—污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3； —污水在沉淀池中流速，m/s； 設表面負荷，則。 5 沉淀池直徑D： 取D = 3.5m (3—25) 6 沉淀部分有效水深： 取 (3—26) 式中：t—污水停留時間，取2.5h； 校核： 滿足設計要求 7 校核集水槽出水堰負荷： 單面出水時，集水槽每米出水堰負荷為： 滿足設計要求 (3—27) 8 單池所需污泥室容積V： (3—28) ∴ 2個池子每天總排泥量 (3—29) 式中：—進水懸浮物濃度，mg/L； —出水懸浮物濃度，mg/L； T—兩次清除污泥相隔時間，取2d； —污水流量總變化系數(shù)，Kz=2.3； —污泥密度，其值約為1t； —污水含水率，取96％； n—沉淀池個數(shù)，座。 9 圓截錐部分容積V1： 設定圓截錐體下底直徑為0.3m，錐體傾角為55o，則圓截錐體高： (3—30) ∴ (3—31) 式中：R—沉淀池半徑，m； r —圓截錐體下底半徑，m； —圓截錐體高度，m； V1—圓截錐部分容積，m3； V—單池所需污泥室容積，m3。 10 沉淀池總高度H： (3—32) 式中：H—沉淀池總高度，m； —超高，取0.5m； —沉淀部分有效水深，m； —中心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度，m； —緩沖層高度，取0.3m； —下部圓截錐體高，m。 圖2-7 豎流式沉淀池水力計算簡圖 ①進水槽；②中心管；③反射板；④集水槽；⑤排泥管 2.3.4 UASB的設計計算 2.3.4.1 設計說明 厭氧生物處理作為利用厭氧性微生物的代謝特性，在毋需提供外源能量的條件下，以被還原有機物作為受氫體，同時產生有能源價值的甲烷氣體。厭氧生物處理過程能耗低；有機容積負荷高，一般為5－10kgCOD/(m3·d)，最高的可達30-50kgCOD/(m3·d)；剩余污泥量少；厭氧菌對營養(yǎng)需求低、耐毒性強、可降解的有機物分子量高；耐沖擊負荷能力強；產出的沼氣是一種清潔能源。 上流式厭氧污泥床（UASB）反應器主體部分從功能上分為反應區(qū)和分離區(qū)，反應區(qū)又包括厭氧污泥床和懸浮污泥層，含有大量沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥。廢水盡可能均勻地從反應器底部進入，向上通過厭氧污泥床，與顆粒污泥充分接觸，發(fā)生厭氧反應，在厭氧狀態(tài)下產生沼氣（主要是和）。廢水的向上流動和產生的大量沼氣的上升對反應器內的顆粒污泥起到了良好的自然攪拌作用，引進污泥的內部循環(huán)，使一部分污泥向上運動，在污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層。在含有顆粒污泥的廢水進入分離區(qū)后，附著在顆粒污泥上的氣泡和自由氣泡撞擊到分離區(qū)中三相分離器氣體反射板的底部，與污泥和廢水發(fā)生分離，被收集在反應器頂部三相分離器的集氣室內；釋放氣泡后的顆粒污泥由于重力作用沉淀到污泥層的表面，返回反應區(qū)；液體則經(jīng)出水堰流出反應器。到填埋中后期產生的滲濾液需適當投加碳源以補充營養(yǎng)物質。 圖2-8 UASB反應器結構示意圖 2.3.4.2 設計原則[4] 1．三相分離器的設計原則 1) 間隙和出水面的截面積比影響到進入沉淀區(qū)和保持在污泥相中的絮體的沉淀速度； 2) 分離器相對于出水液面的位置確定反應區(qū)（下部）和沉淀區(qū)（上部）的比例，在多數(shù)UASB反應器中內部沉淀區(qū)是總體積的15％~20％； 3) 三相分離器的傾角要使固體滑回到反應器的反應區(qū)，實際工程中一般為45o~60o之間，這個角度也確定了三相分離器的高度，從而確定了所需的材料； 4) 分離器下氣液界面的面積確定了沼氣的釋放速率，適當?shù)尼尫怕蚀蠹s是1~3，速率低有形成浮渣層的趨勢，非常高導致形成氣沫層面，兩者都導致堵塞釋放管。 2．布水系統(tǒng)要求 1) 進水裝置的設計使分配到各點的流量相同，確保單位面積的進水量基本相同，防止發(fā)生短路等現(xiàn)象； 2) 很容易觀察進水管的堵塞，當堵塞發(fā)現(xiàn)后，必須很容易被清除；